(57)【要約】【課題】ＯＣＴ装置を用いて深さ方向の構造を確認すること。【解決手段】ＯＣＴ装置を用いて測定対象の３次元画像データを得てメモリに保持する。次いでｘ，ｙの各座標について深さ方向のデータの少なくとも一部を加算して加算した２次元画像を得る。そして２次元画像を表示し、この２次元画像から注目ラインを決定する。次に３次元画像データから注目ラインに沿ったｚ軸方向のデータを読み出して注目ラインに沿った断面画像を表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＣＴ装置を用いて測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得し、
前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を加算することによって加算２次元パターンを算出し、
前記加算２次元パターンを表示し、
前記加算２次元パターンに基づいて選択された所定位置における前記測定対象の断面状態を表示する光干渉断層画像処理方法。
【請求項２】
前記断面状態の表示は、断面画像を表示するものである請求項１記載の光干渉断層画像処理方法。
【請求項３】
前記断面状態の表示は、測定対象のｚ軸方向の深さを表示するものである請求項１記載の光干渉断層画像処理方法。
【請求項４】
測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得するＯＣＴ装置と、
前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を加算することによって加算２次元パターンを算出する２Ｄパターン抽出部と、
前記加算２次元パターンを表示するパターン表示部と、
前記加算２次元パターンに基づいて選択された所定位置における前記測定対象の断面状態を表示する断面状態表示部と、を具備する光干渉断層画像処理装置。
【請求項５】
ＯＣＴ装置を用いて測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得し、
前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を抽出することによって抽出２次元パターンを算出し、
前記抽出２次元パターンを表示し、
前記抽出２次元パターンより抽出された所定位置における前記測定対の断面状態を表示する光干渉断層画像処理方法。
【請求項６】
前記断面状態の表示は、断面画像を表示するものである請求項５記載の光干渉断層画像処理方法。
【請求項７】
前記断面状態の表示は、測定対象のｚ軸方向の深さを表示するものである請求項５記載の光干渉断層画像処理方法。
【請求項８】
測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得するＯＣＴ装置と、
前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を抽出することによって抽出２次元パターンを算出する２Ｄパターン抽出部と、
前記抽出２次元パターンを表示するパターン表示部と、
前記抽出２次元パターンに基づいて選択された所定位置における前記測定対象の断面状態を表示する断面状態表示部と、を具備する光干渉断層画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光干渉断層画像装置から得られる３次元の画像についての処理を行うことができる光干渉断層画像処理方法及び光干渉断層画像処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンデバイスやプリント基板など、回路や特殊な構造が内蔵された微細デバイスでは、内部の構造やパターンは特殊なＸ線や赤外カメラを用いなければ撮影したり、検査することは困難である。また、それらを用いても各パターンや層の厚みあるいは３次元構造を同時に計測することはできない。一方で一般的な干渉型の膜厚測定器などでは膜厚を測定できても、２次元の分布を得るには時間がかかりすぎて検査用途には不向きである。
【０００３】
一方３次元画像（以下、３Ｄ画像という）を得るために例えば特許文献１に示されているように、オプティカルコヒーレントトモグラフィ（ＯＣＴ）による断層画像装置を２次元に走査して３Ｄ画像を得る方法が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−０２４６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここでＯＣＴによって測定対象について得られた３Ｄ画像データのうちｚ軸を深さ方向、ｘ軸，ｙ軸をこれと夫々垂直な方向とする。ＯＣＴによる３次元画像を得た後に、ある位置での膜厚や深さ方向の構造を確認するためには、その位置が特定されている必要がある。しかしながら２次元のパターンやレイアウトを確認しようとしても、測定対象に対して絶対座標がない場合、つまり測定対象の位置を特定せずに撮影した際、測定箇所の特定は測定対象の表面を見て得られるパターンやレイアウトによってしか確認することはできない。ＯＣＴ３Ｄ画像では構造が深さ方向にも分解されるので、一番上の層だけみると何もパターンがなく確認できない場合があり、その場合は他の深さも確認が必要となる。しかしｚ方向の各層での平面パターンを確認するのは時間がかかる。更に特定の構造が内部に分散している場合はパターンが不明確になるという欠点があった。例えばＭＥＭＳマイクロマシンや多層のＰＣＢなど構造が３次元的に配置されているので、２Ｄパターンに対応する特定の層を検出するには時間がかかるという問題点があった。
【０００６】
このようにＯＣＴを用いた従来の断層測定装置では、測定対象に対して絶対座標がなく、どの位置の膜厚を検出する必要があるかが認識できないという問題点があった。
【０００７】
本発明はこのような従来の問題点に着目してなされたものであって、平面パターンの関連によって特定位置の深さ情報を確認できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために、本発明の光干渉断層画像処理方法は、ＯＣＴ装置を用いて測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得し、前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を加算することによって加算２次元パターンを算出し、前記加算２次元パターンを表示し、前記加算２次元パターンに基づいて選択された所定位置における前記測定対象の断面状態を表示するものである。
【０００９】
この課題を解決するために、本発明の光干渉断層画像処理装置は、測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得するＯＣＴ装置と、前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を加算することによって加算２次元パターンを算出する２Ｄパターン抽出部と、前記加算２次元パターンを表示するパターン表示部と、前記加算２次元パターンに基づいて選択された所定位置における前記測定対象の断面状態を表示する断面状態表示部と、を具備するものである。
【００１０】
この課題を解決するために、本発明の光干渉断層画像処理方法は、ＯＣＴ装置を用いて測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得し、前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を抽出することによって抽出２次元パターンを算出し、前記抽出２次元パターンを表示し、前記抽出２次元パターンより抽出された所定位置における前記測定対の断面状態を表示するものである。
【００１１】
ここで前記断面状態の表示は、断面画像を表示するものとしてもよい。
【００１２】
ここで前記断面状態の表示は、測定対象のｚ軸方向の深さを表示するものとしてもよい。
【００１３】
この課題を解決するために、本発明の光干渉断層画像処理装置は、測定対象のｘｙｚの３次元画像データ（その深さをｚ軸、これと垂直な２方向をｘ軸、ｙ軸とする）を取得するＯＣＴ装置と、前記取得した３次元画像データから夫々のｘ，ｙ座標の位置でのｚ座標のデータの少なくとも一部を抽出することによって抽出２次元パターンを算出する２Ｄパターン抽出部と、前記抽出２次元パターンを表示するパターン表示部と、前記抽出２次元パターンに基づいて選択された所定位置における前記測定対象の断面状態を表示する断面状態表示部と、を具備するものである。
【発明の効果】
【００１４】
このような特徴を有する本発明によれば、２次元画像の特長分布から、ある位置での３次元の情報を探し出すことができる。そのためデータの抽出、管理、また比較、検査などが容易となる。また、その取得プロセスの高速化により、検査、測定効率が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施の形態による光干渉断面画像処理装置の主要構成を示すブロック図である。
【図２】図２は本実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は実施例１の測定対象となるマイクロマシンディバイスの構造を示す図である。
【図４】図４はマイクロマシンディバイスの２次元加算画像データを示す図である。
【図５】図５は注目ラインに沿ったマイクロマシンディバイスの側長の変化を示す図である。
【図６】図６は実施例２の測定対象となる指の腹部分の表面部分を示す図である。
【図７】図７は指の腹部分の２次元加算画像を示す図である。
【図８】図８は注目ラインに沿った２次元断面画像を示す図である。
【図９】図９は実施例３の測定対象となる回路基板を示す図である。
【図１０】図１０は回路基板の所定部分の２次元加算画像を示す図である。
【図１１】図１１は２次元加算画像から抽出された注目ラインの膜厚の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明の実施の形態による光干渉断層画像処理装置の主要構成を示すブロック図である。本図に示すようにこの断層画像処理装置は、まずオプティカルコヒーレントトモグラフィ（ＯＣＴ装置）を用いる。このＯＣＴ装置は測定対象の深さ方向の情報を検出することができる既知の装置である。図１において光源１１からの光は干渉光学計１２に与えられ、干渉光学計１２からスキャニング部１３を介して測定対象１４に光が入射される。ここで測定対象１４からの反射光と干渉光学計１２の内部の基準光によって干渉信号が形成され、その出力が画像処理装置１５に与えられる。画像処理装置１５で得られる断面の画像はメモリ１６に一旦保持され、又所定部分がモニタ１７に表示される。
【００１７】
次に画像処理装置１５の詳細について説明する。画像処理装置１５は３次元画像を取得する３Ｄ画像取得部１５ａ、この３次元画像から２次元パターンを抽出する２Ｄパターン抽出部１５ｂを有しており、更に抽出した２次元パターンを表示する２Ｄパターン表示部１５ｃと表示した２次元パターンから選択された注目点や注目ラインの断面状態を表示する断面状態表示部１５ｄの機能を達成している。
【００１８】
次にこの実施の形態の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。ここで測定対象１４に対して測定対象の表面の方向をｘ軸、ｙ軸とし、その深さ方向をｚ軸とする。このＯＣＴ装置では、画像処理装置１５の３次元画像取得部１５ａは、ステップＳ１においてスキャニング部１３により測定対象１４に対して入射光をｘ軸方向とｙ軸方向の２方向に走査する。このときパターン上のアライメントマークを利用して、所望のエリアのパターンのみに限定してスキャンするようにしてもよい。そしてステップＳ２において、ｘｙｚの３次元の画像データを取得してメモリ１６に保持する。
【００１９】
次に画像処理装置の２Ｄパターン抽出部１５ｂは、ステップＳ３においてメモリ１６に保持されている３次元画像からｚ軸方向の情報を消去してｘｙの２次元画像とする。これには次の以下のうちいずれかの方法を用いる。
１．ｘｙ１点の座標での１次元ＯＣＴ信号（Ａラインデータ）の値を深さ方向に全て加算した値をｘｙ各点での輝度情報として利用し、２次元画像を構成する。
２．ｘｙ１点の座標での１次元ＯＣＴ信号（Ａラインデータ）の値から測定対象の表面以上の余分な値を削除したうえで、表面より下の値を深さ方向に全て加算した値をｘｙ各点での輝度情報として利用し、２次元画像を構成する。
３．ｘｙ１点の座標での１次元ＯＣＴ信号（Ａラインデータ）の値を深さ方向に所定の深さの範囲の輝度データのみを加算した値をｘｙ各点での輝度情報として利用し、２次元画像を構成する。
４．ｘｙ１点の座標での１次元ＯＣＴ信号（Ａラインデータ）の値のうちの一部を抽出し、抽出した値をｘｙ各点での輝度情報として利用し、２次元画像を構成する。この値の抽出は、例えば最も輝度の高い値又は低い値だけを採用するものであってもよい。
【００２０】
そして２Ｄパターン表示部１５ｃはステップＳ４において、こうして得られた２次元画像をモニタ１７上に表示する。このときモニタ１７に表示される２次元画像は単に表面の２次元画像ではなく、測定対象１４の内部の状態を反映したものとなっている。
【００２１】
次に画像処理装置１５はステップＳ５において注目ラインの入力を待受ける。ユーザはこの２次元画像に基づいて適切なラインを選択して入力部１８より画像処理装置１５に入力する。この入力があれば画像処理装置１５の断面状態表示部１５ｄは、ステップＳ６においてメモリ１６に保持されている３次元データに基づいて注目したラインに沿った断面等を表示する（ステップＳ６）。この表示は高速にあるいはリアルタイムに表示させ、パターンの位置確認できるようにすることが好ましい。
【００２２】
又断面の表示に代えて、Ａラインデータから輝度のピーク値２点間の距離を計測し、ｘ．ｙ方向に記録するようにしてもよい。こうすれば任意のラインについて測定対象の膜厚データを得ることができる。このように２次元のパターンの各座標に対応する深さ情報、即ち膜厚や表面からある界面までの側長情報などを得ることによって、測定対象の内部の確認、検査が可能となる。又任意のラインに沿った深さ方向の構造の検査を同時に行うことができる。
【００２３】
ここでステップＳ５において注目ラインの入力に代えて注目点を入力し、ステップＳ６ではこの注目点の１次元情報をそのまま表示したり、深さやある界面等の深さを表示するようにしてもよい。
【実施例１】
【００２４】
次に実施例１について説明する。実施例１はマイクロマシンディバイスの構造検査に本発明による断層画像処理装置を用いたものである。図３はマイクロマシンの一例を示す図である。そしてこのマイクロマシンディバイスを測定対象とし、図１に示す断層画像処理装置によってｘｙ方向にスキャニングを行い、このマイクロマシンに対してｘｙｚ方向の３次元画像を取得してメモリ１７に保持する。そして（ｘ，ｙ）の全ての座標についてｚ軸方向にデータを加算して２次元の加算画像を取得する。図４はこうして得られた２次元の画像の例を示す。この２次元画像から任意の注目ライン、例えば図４中に実線で示すラインを選択する。そしてこのラインに沿って深さ方向のデータを再び３次元画像から取得する。図５は表面からある界面までの深さ（側長）を示すグラフである。このように所望のラインの２Ｄ画面上で決定し、側長を測定することができる。
【実施例２】
【００２５】
次に実施例２は生体での断層画像の確認に本発明を適用したものである。この実施例では図６に示す指の腹の部分の構造検査に本発明による断層画像処理装置を用いて、指の腹の部分をＯＣＴ装置で測定して３Ｄ画像データとする。この３Ｄ画像データから、ｘｙの全座標についてｚ軸の全データを加算して得られた２次元画像は図７に示すものである。この２次元画像から任意の注目ライン、図中に実線で示すラインを選択する。そしてこのラインに沿って深さ方向のデータを再び３次元画像から取得する。図８はこの注目ラインの断面図である。この断面画像によって内部の状態を認識することができる。例えば２次元画像から血管や涙腺を抽出し、その位置での断面画像を表示させることによって涙腺の数を記録したり、血管の収縮率を記録するなど、指紋との位置関係に対応した記録が可能となる。
【実施例３】
【００２６】
次に実施例３は本発明を回路基板上の膜厚測定に適用した例である。図９に示す回路基板は、パターンが内層されている場合にはその内部のアライメントマークは検出することができず、所望の位置の確認ができないという欠点がある。そこで回路基板に対して本発明による断層画像処理装置を用いて正方形で示す部分についてｘｙｚ方向の３次元画像を取得してメモリ１６に保持する。そして図１０は（ｘ，ｙ）の全ての座標についてｚ軸方向にデータを加算した２次元の加算画像の一部を示すものである。この２次元画像から任意の注目ラインを選択する。そしてこのラインに沿って深さ方向のデータを再び３次元画像から取得する。そして図１１に示すように注目ラインに沿って膜厚方向の変化を表示する。これにより所望の方向での回路基板の膜厚を認識することができ、基板上にパターンが正常に形成されているかどうかを検査することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は測定対象の断層画像を表面から確認できない方向での断面の状態を認識することができ、マイクロマシンや半導体配線基板、生体等の表面からは内部状態が確認できない構造の測定対象の断面画像を検出するのに有効である。
【符号の説明】
【００２８】
１１  光源
１２  干渉光学計
１３  スキャニング部
１４  測定対象
１５  画像処理装置
１６  メモリ
１７  モニタ
１８  入力部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図１１】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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